بطاريه الليثيوم إيون

رائد العمل مع بطاريه ليثيوم بدأت في عام 1912 تحت g.n. لويس ولكنه لم يكن حتى اوائل السبعينات الى ان اول دولة غير قابلة بطاريات الليثيوم اصبحت متاحة تجاريا. محاولات لاعادة تطوير بطاريات الليثيوم اتبعت في الثمانينات من القرن الماضي ، ولكنها فشلت بسبب مشاكل السلامة.

الليثيوم هو أخف من كافة المعادن ، وقد اعظم كهرباءيه ويوفر امكانات أكبر كثافه الطاقة لكل وزن. بطاريات قابلة لاعادة الشحن باستخدام معدن الليثيوم الانودات (السلبيه الاقطاب الكهرباءيه) قادرة على توفير كل الفولطيه العالية والقدرة الممتازة ، مما ادى الى ارتفاع غير عادي في كثافه الطاقة.

بعد الكثير من البحث عن الشحن بطاريات الليثيوم خلال الثمانينات ، حيث تبين ان استخدام الدراجات أسباب التغييرات على الليثيوم القطب الكهربائي. هذه التحولات ، التي هي جزء من البلى العادي ، والحد من الثبات الحراري ، مما تسبب في هروب الظروف المحتملة الحراريه. وعندما يحدث هذا ، فإن درجة الحراره بسرعة خلية النهج درجة انصهار الليثيوم ، مما ادى الى رد فعل عنيف يسمى 'تنفيس مع الشعلة'. كمية كبيرة من بطاريات بطاريات الليثيوم التي ارسلت الى اليابان كان لا بد من التذكير في عام 1991 بعد ان البطاريه في هاتف جوال الافراج عن الغضب الغازات واوقعت بيرنز الى شخص من وجه.

وبسبب عدم الاستقرار المتأصل في معدن الليثيوم ، وخصوصا خلال شحن ، وانتقل البحث الى غير الفلزيه باستخدام بطاريه ليثيوم إيونات الليثيوم. وبالرغم من انخفاض طفيف في كثافه الطاقة من معدن الليثيوم ، لي - ايون هي آمنة ، وقدمت بعض الاحتياطات كلها اجتمعت فيه شحن والتفريغ. في عام 1991 ، شركة سوني تجاريا الاولى لي - ايون بطاريه. غيرها من مصنعي حذا حذوهم. اليوم ، لي - ايون هو الأسرع نموا والأكثر وعدا البطاريه الكيمياء.

كثافه الطاقة لللي - ايون عادة مرتين من ان معيار البلى. تحسينات في القطب الكهربائي المواد النشطه لديها امكانيه لزيادة كثافه الطاقة قريبة من ثلاث مرات ان من البلى. بالإضافة الى ارتفاع القدرة ، وحمل الخصائص هي جيدة الى حد معقول ويتصرفون بالمثل على متنه من حيث الخصائص ابراء الذمه (شكل مماثل من إبراء الذمه الصورة ، ولكن مختلفة الفولطيه). الشقه ابراء منحني عروض الاستفادة الفعاله من الطاقة المخزونه في مرغوبا الفولطيه الطيف.

فان لي - ايون هي منخفضه صيانة البطاريه ، وميزة اخرى ان معظم كيمياء لا نستطيع الادعاء. لا يوجد الذاكرة وليس من المقرر ان استخدام الدراجات هو المطلوب لاطالة عمر البطاريه. وبالاضافة الى ذلك ، فان التفريغ الذاتي هو اقل من النصف مقارنة البلى ونيكل ميتال هايدريد ، جعل لي - ايون مناسبا تماما لقياس التطبيقات الحديثة للوقود.

ارتفاع الخلية الفولطيه من يسمح لي - ايون بطاريه من صنع العبوات التي تتكون من خلية واحدة فقط. اليوم كثير من الهواتف النقاله يتم تشغيله على خلية واحدة ، وميزة ان يبسط تصميم بطاريه. العرض الفولطيات التطبيقات الالكترونيه وقد العنوان السفلى ، الأمر الذي يتطلب بدوره اقل خلايا البطاريات علبة الواحدة. الابقاء على نفس السلطة ، ومع ذلك ، هناك حاجة الى اعلى التيارات. وهذا يؤكد اهمية منخفضه جدا خلية المقاومة غير المقيد للسماح بتدفق الحالية.

كيمياء - التغيرات خلال السنوات الاخيرة ، عدة انواع من لي - ايون البطاريات قد ظهرت الا في شيء واحد مشترك بين القول 'الليثيوم'. ورغم ان اللافت مماثلة على الخارج ، والقائم على بطاريات الليثيوم يمكن أن تختلف اختلافا كبيرا.

سوني 'sالصيغة الاصليه لللي - ايون تستخدم الكوك ، منتج للفحم ، كما السلبي القطب الكهربائي. ومنذ عام 1997 ، معظم لي - الأيونات (بما سوني 's) قد تحولت الى الغرافيت. هذا القطب الكهربائي يوفر الغرور ابراء الفولطيه منحني من فحم الكوك وعروض منعطف حاد في الركبه في نهاية التصريف. وكنتيجه لذلك ، الغرافيت نظام يسلم الطاقة المخزونه بها الا بعد ان لابراء الذمه ل3.0v/cell ، في حين ان النسخه الكوك يجب تصريفها الى 2.5v مماثلة للحصول على وقت التشغيل. وبالاضافة الى ذلك ، الغرافيت هو الصيغة القادره على ايصال اعلى التصريف الحالي ويبقى تبريد اثناء التهمة وابراء الذمه من الكوك النسخه.

لالايجابية القطب الكهربائي ، متميزتين كيمياء ظهرت. وهم الكوبالت وspinel (المعروف أيضا باسم منجنيز). في حين ان القشور التي تم فيها استخدام أطول ، spinel هو بطبيعته اكثر امانا ومسامحه اذا يساء استخدامها. موشوري spinel علب صغيرة للهواتف الجواله فقط قد تشمل الصمام الحراري ودرجة الحراره الاستشعار. وبالاضافة الى وفورات في التكاليف مبسط عن حمايه الدائرة ، وتكلفة المواد الخام لspinel هو اقل من الكوبالت. كما مفاضله ، spinel عروض أقل قليلا كثافه الطاقة ، ويعاني من فقدان القدرة في درجات الحراره فوق 40 درجة مءويه والاعمار بشكل اسرع من الكوبالت.

واستنادا الى هذا الجيل 18650 الخلايا. كثافه الطاقة تميل الى ان تكون ادنى للموشوري الخلايا.

اختيار المعادن والكيماويات والمواد المضافه تساعد على التوازن الحرج مفاضله بين الطاقة العالية الكثافة ، والتخزين وقت طويل ، مددت دورة الحياة والسلامة. الطاقة العالية الكثافة لا يمكن ان يتحقق بسهولة نسبية. على سبيل المثال ، ان تضيف مزيدا من النيكل والكوبالت وبدلا من يزيد أمبير / ساعة تقدير ويخفض تكلفة التصنيع ولكنها جعلت الخلايا اقل الامنه. بينما بدء الشركة قد تركز على الطاقة العالية الكثافة لكسب قبول سريع في السوق ، والسلامة ، ودوره في الحياة وقدرات التخزين ويجوز للخطر. السمعه الصانعين ، مثل سوني ، باناسونيك ، سانيو ، مولى الطاقة وpolystor مكان اهمية كبيرة على السلامة. اؤكد ان السلطات الرقابيه الوحيدة الامنه بطاريات تباع الى الجمهور.

لي - ايون الخلايا تسبب ضررا اقل عند التخلص منها مما يؤدي الكادميوم او القائم على البطاريات. بين لي - ايون الاسرة ، spinel هو ديه من حيث التخلص منها.

رغم مزاياه الاجماليه ، لي - ايون له عيوبه أيضا. ومن هشه وتتطلب حمايه داءره الحفاظ على سلامة العملية. في بنية كل باقه ، وداءره حمايه حدود الذروة فولطيه كل خلية من خلال التهمة ويمنع الخلية الفولطيه من اسقاط منخفضه للغاية على ابراء الذمه. وبالاضافة الى ذلك ، والمسؤول عن الحد الاقصى الحالي هو التفريغ المحدوده والخلية ويتم رصد درجات الحراره لمنع الحراره القصوى. مع هذه الاحتياطات في مكان ، وامكانيه التصفيحات المعدنية الليثيوم التي تحدث بسبب زيادة السعر هو القضاء فعليا.

الشيخوخة هي مصدر قلق مع معظم لي - ايون البطاريات. لاسباب مجهولة ، بطاريه المصنعين صامتون ازاء هذه المساله. بعض القدرات هو تدهور ملحوظ بعد سنة واحدة ، هي ما اذا كانت البطاريه في استخدام ام لا. اكثر من اثنين او ربما ثلاث سنوات ، وكثيرا ما يفشل في البطاريه. وتجدر الاشارة الى ان كيمياء اخرى ايضا قد المتعلقة بالسن التنكسيه الآثار. وينطبق ذلك بصفة خاصة للنيكل ميتال هايدريد اذا تعرضت لارتفاع درجات الحراره المحيطة.

تخزين البطاريه في مكان بارد يبطئ من عملية الشيخوخة لي - ايون) وغيرها من كيمياء). المصنعين يوصي تخزين درجات الحراره من 15 درجة مءويه (59 درجة فهرنهيت). وبالاضافة الى ذلك ، ينبغي الا تكون بطاريه جزئيا عندما اتهم في التخزين.

مدد التخزين الموصى بها ليست لي - ايون البطاريات. وبدلا من ذلك ، ينبغي ان يتنقلوا العلب. ينبغي أن يكون المشتري على بينة من صنع التاريخ عند شراء بديل لي - ايون بطاريه. ولسوء الحظ ، كثيرا ما تكون هذه المعلومات المشفره في المسلسل عدد مشفره ومتاحة فقط الى الصانع.

المصنعين باستمرار تحسين الكيمياء لللي - ايون بطاريه. كل ستة اشهر ، جديدة ومعززه الكيمياءيه الجمع هو حاول. مع هذا التقدم السريع ، يصبح من الصعب تقييم مدى جودة المنقحه بطاريه الاعمار ، وكيف يؤدي بعد التخزين الطويل الاجل.

تحليل التكلفه - يحقق أكبر قدر من الاقتصاد القائم على بطاريه ليثيوم من حيث التكلفه الى طاقة النسبه هي باقه باستخدام اسطواني 18650 خلية. هذا هو بطاريه كبيرة الحجم الى حد ما ولكنها مناسبة للتطبيقات المحموله مثل الحوسبه النقاله. اذا كان أقل حجما وباقه مطلوب (أرق من 18 مم) ، موشوري لي - ايون خلية هو الخيار الافضل. لا توجد أي مكسب في كثافه الطاقة لكل وزنها وحجمها على مدار 18650 ، ولكن تكلفه اكثر من ضعف.

واذا كان غلاه الهندسه هناك حاجة ضءيله (اقل من 4 مم) ، هو الخيار الافضل لي - ايون بوليمر. وهذا هو الخيار الاكثر تكلفة من حيث تكلفة الطاقة. فان لي - ايون بوليمر لا يوفر الطاقة ملحوظ مكاسب اكثر من تقليدية لي - ايون النظم ، كما انها لا تتناسب مع المتانه من 18560 خلية.

مزايا وقيود لي - ايون بطاريات

ميزات

- الطاقة العالية الكثافة المحتملة للومع ارتفاع القدرات. منخفضه نسبيا التفريغ الذاتي المتمتعه بالحكم الذاتي ، ابراء الذمه هو أقل من نصف ذلك من البلى ونيكل ميتال هايدريد.

منخفضه الصيانة الدوريه ابراء الذمه - لا يلزم ؛ لا ذكرى.

القيود التي تقتضي حمايه الدائرة - داءره حمايه حدود الفولطيه والحالية. بطاريه الامنه اذا لم يكن للاستفزاز.

الموضوع الى الشيخوخة ، وحتى اذا لم تستخدم في تخزين - البطاريه في مكان بارد وبواقع 40 في المئة للدولة - من المسؤول عن يقلل من تأثير الشيخوخة. معتدل التفريغ الحالية.

تخضع لأنظمة النقل - شحن كميات اكبر من بطاريات ايون لي - يجوز ان تخضع لرقابة تنظيمية. وهذا القيد لا ينطبق على شخصية تحمل - على البطاريات.

- مكلفه لصنع حوالى 40 في المئة من أعلى التكاليف في متنه. افضل تقنيات التصنيع واستبدال المعادن النادرة مع انخفاض تكلفة البدائل من المحتمل خفض الاسعار.

ليست ناضجه تماما - التغييرات في الصناعات المعدنية الأساسية والكيماوية مجموعات تؤثر على نتائج الاختبار البطاريه ، وخصوصا مع بعض طرق الاختبار السريع.

تحذير : لي - ايون بطاريات وقد ذات الطاقة العالية الكثافة. ممارسة الحذر عند التعامل مع والاختبار. لا داءره القصر ، وزيادة السعر ، سحق ، قطرة ، وتشوه ، اختراق ، وتطبق عكس الاقطاب ، وفضح لارتفاع درجة الحراره او تفكيك. لا يستعمل لي - ايون بطاريه مع حمايه الدائرة المعينه. ارتفاع درجة الحراره الناجمة عن قضية الاساءه للخلية يمكن ان تسبب اصابات بدنيه. فان المنحل بالكهرباء هو غاية قابلة للاشتعال. قد يسبب تمزقا التنفيس مع الشعلة.